U BÜKME VE TEK TARAFLI U BÜKME KALIPLARI
Prof. Dr. Levon ÇAPAN İ.T.Ü Sakarya Mühendislik Fakültesi Makina Bölümü
8 KASIM 1991
28
U Bükme ve Tek Taraflı U Bükme Kalıpları Bükülen parça ve dolayısıyla kalıp boşluğunun şekli U harfine benzediği için bu tip kalıplar U bükme kalıpları olarak adlandırılır. Bir U bükme işleminin son safhası Şekil 1 de şematik olarak gösterilmiştir. Karşı baskı parça tabanının düzgün çıkmasını ve bükülen parçanın kalıptan kolaylıkla alınmasını sağlar.Yekil 2a da görülebileceği gibi,karşı baskı kullanılmadığı takdirde bükme başlangıcında parça tabanında oluşan bombe bükme sonuna kadar devam eder.Dolayısıyla
tabanın düzgün çıkması için parçaya bükme için gerekli kuvvetin 3 katına kadar yükselebilen bir kuvvetle bastırmak gerekir.Bu da yüksek kapasiteli pres kullanılmasını zorunlu kılar.Karşı baskı kullanıldığı takdirde bükmeden önce ıstampa ile karşı baskı sacı sıkıca tutarlar.Sıkma kuvveti karşı baskınmkine eşittir.Karşı baskı yayla hareket ediyorsa bükme sırasında sıkma kuvveti devamlı olarak artar;karşı baskı hidrolikle hareket ediyorsa sıkma kuvveti büme sırasında sabit tutulabilir. Bükme kuvvetinin hesabı için çeşitli ifadeler vardır.Bunlardan biri de P=O,22 e 1 dır.Burada e saç kalınlığı,1 bükülen kenarların uzunluğu,
sacın çekme dayanımı-
dır. Karşı baskı kuvveti bükme kuvvetinin 0,3 ü kadar olmalıdır.Dolayısıyla ıstampa kuvveti P=Pb+0,3Pb=l,3Pb olmalıdır. Bükme işi ise,X=0,5...0,6
arasında bir katsayı ve h ıstampanın saça
değdiği andan bükme sonuna kadar olan kursu olmak üzere W=P h X şeklinde hesaplanır. Flanşlı U bükmelerde 1 30mm olursa (Şeklil 3) bükme 1 işlemde tamamlanabilir; fakat 1 30 mm ise parçanın bükülebilmesi 2 işlem gerektirir (Şekil 4). H.Bukum
Şekil 7 U bükme kalıplarında ıstampa ile matris arasındaki en küçük boşluk maksimum tolerantaki saç kalınlığına eşit olmalıdır: Z m - = e .Er büyük boşluk ise 111.1.11
Z m ax
= e
max
+ne
{ mm)
-25 kadar 25.
50
50-.- - 1 0 0 100-
.200
1 kadar 0
JO
....
2
2
(
Valtnl
Saf
1
lllcJL.iv
olabilir.Burada n saç kalınlığına bağlı bir katsayıdır (Tablo 4).
.3
3
.... 4
mm
) .7 7.-. ....8
8 •...10
4 ~ ....5
5.. . 6
0. 07
0 .06
0 ,06
0 . 05
0 ,05
6
0 , Oft
0 08
0 . 07
0 .15
0 , 10
0 .10
0
08
0 08
0 . 07
0 ,07
0 . 06
0 •06
0 . 18
0 .15
0 .15
0
10
0 10
0 , 09
0 , 09
0 . 01
0 ,08
0 , 20
0 . 18
0
0 , 12
0
0 , 10
0 ,10
a , 12 o , 11
. 11
Tablo 4 Karşı baskı Bükmeden önce karşı baskı 0,1,..0,3 mm kadar matristen taşmalıdır.Böylece saçın ıstampa ile karşı baskı arasında tutulması emniyetli bir şekilde sağlanmış olur. Örneğin yüksek üretim kapasitesi gibi gerekli olan hallerde karşı baskı sertleştirilmelidir (R c 60). Karşı baskı ile matris kaygan geçme olarak alıştırılmalıdır. Karşı baskılar kademeli ve kademesiz olmak üzere ikiye ayrılırlar. Şekil 10 da kademeli bir karşı baskı örneği verilmiştir.Bu örnekte karşı baskı yayla hareket etmektedir.
-32-
to
min
=t
ı+
5
t
T
ı= 2
+b
1 3mm b=l,6 1 (küçük ve orta işler için) b=2 1 (büyük işler için) T2=k=rm+0,1...0,3 ( k değerleri Tablo 3 ten alınır.
- Kademeli karşı baskılarda,kademe,imkân olduğu takdirde,bükmenin olmadığı tarafta yapılmalıdır.Böylece bükme matrislerinin altı kademe için boşaltılmamış ve dolayısıyla da zayıflamamış olur. - Kalıp elemanlarında r ve r± yuvarlatmaları mutlaka bulunmalı,köşelerde ise bu radyüsleri kurtaracak pahların kırılması unutulmamalıdır. - Kademeli karşı baskılarda,strokun üst konumunda,karşı baskı yayla çalıştığı takdirde,kademeler matris çenelerine çarpar.Bunun nedeni yayın hareketinin sınırlandırılmamış olmasıdır.Bu bakımdan gerek kademe kalınlıkları gerek matris çeneleri kuvvetli yapılmalıdır. - Şekil 10 da görülen konstrüksivonda yay kırılırsa kalıpta zarara neden olabilir.
35
Bu şekilde 1-Çıkarma tijleri 2-Durdurma flanşı 3-Yay kuvvetini ayar ve destek parçası 4-Kontra somun 5-Yay 6-Somun 7-Malafa Şekil 12 de de kademeli bir k a r Ş 1 baskı tijler vasıtasıyla hareket etmektedir.
-37-
Şekil 13
Bu şekilde alttaki kalıp örneğinde görüldüğü gibi,gerekli olduğu takdirde ıstampa ve matris ağızları değişik malzemeden yapılabilir. Kademesiz karşı baskılarda stoplamayi çıkarma vidalarının kademeleri yapmaktadır. b=l T2=k+rm+O,l-..O,3 (k değerleri Tablo 3 ten alınır) L= çıkarma pimi uzunluğu=T = T 2 -Bu tip konstrüksiyonun üstünlükleri şöyle sıralanabilir. a) Karşı baskının kademesi matris çenesine çarpmaz.Çıkarma pimlerinin boyları i
3 mm civarında bir boşluk kalacak şekilde ayarlanabilir.
b) Karşı baskının stroku daha uzun yapılabilir. c) Yay basıncı ayarlanabilir. d) Yay kırılsa dahi kalıbın dışında olduğu için kalıp hasar görmez. -Gerek görüldüğü takdirde,örneğin büyük bükme kuvvetlerinde çıkarma pimleri sertleştirilebilir (R c 40...50) Şekil 13 de kademesiz karşı baskı örnekleri verilmiştir.
Kanca ile ayırmanın
yapılabilmesi için,kancanın kalıp gövdesine bağlanabileceği
kadar yer bulunabilmeli,kancanın T yüksekliği biçimlendirilmiş iş parçasının yüksekliğini geçebilmelidir.T , iş parçası yüksekliğini en az 3 mm aşmalıdır, b ise saç kalınlığının en çok yarısı kadar olmalıdır. Bu şekilde 1- Matris (2 parçalı) 2- Istampa 3- Alt tabla 4- Karşı baskı 5-Dayama saçı (2 adet) 6-Ayırma kancası (2 adet) Kalıbın işlem sırasında esnememesi için şu şekilde boyutlandırılması tavsiye edilir. T3
T2+3...5
T4= T 3 +T 2
Parçanın matris ve ıstampadan ayrılması Ubükme kalıplarında iş parçası matristen karşı baskı vasıtasıyla çıkarılır.
-39-
Parçanın ıstampadan ayrılması için ise bazı önlemler alınmalıdır. - Kanca ile ayırma Şekil 14 de bir U bükme kalıbı ve iş parçasının ıstampadan kanca ile ayrılması görülmektedir. Kanca ile ayırma oldukça etkendir.Dolvısıyla imkân bulunursa örneğin yeterli yer varsa kanca ile ayırmanın uygulanması tavsiye olunur. -Yaylı pimlerle ayırma Kancalı ayırma yapılamadığı takdirde yaylı pimlerle ayırma yoluna gidilir. Şekil 15 te bu tip ayırma uygulanan bir U bükme kalıbı örneği verilmiştir.
Bu kalıpta D pim kafası çapı Dx yay yuvası çapından 0,6 ila 1 mm kadar küçük alınır: D=DX-(O,6.. . 1); d pim çapı ise dx pim deliği çapından 0,05 ila 0,1 mm küçük olmalıdır: d=d1-(ofo5...0,l). 1-Üst tabla 2-Düşürücü yayı 3-Istampa 4-Düşürücü pimi (Ç 1060) 7-Destek (2 adet) 8-Tij (4 adet) 9-Bağlama sapı Bükülecek saç parçası dayama saçları arasına yerleştirilir.Koçun aşağı hareketiyle
40
iş parçası ıstamya tarafından matris içine sokularak bükülür.Bükme sırasında itici sistemin yayı karşı baskı ve tijler tarafından sıkıştırılır.Istampanın yukarı hareketinde boşalan yay,tijler vasıtasıyla karşı baskıyı iterek iş parçasının matristen çıkmasını sağlar.Matristen çıkan parça ıstampa üzerinde kalacağından, ayırma kancaları vasıtasıyla sıyrılır. Kanca ile ayırmanın üstünlüklerinin yanısıra saçın kalıba konması ve iş parçasının kalıptan alınması sırasında bazı aksaklıkların meydana gelmesi mümkündür.Yüksek üretim kapasitelerinde ve ayırma kuvvetinin büyük olduğu yerlerde kancaların sertleştirilmeleri gerekebilir. Ayırma kancaları aynı zamanda parça dayaması olarak da iş görebilirler.
Şekil 16 Düşürücü çubukla ayırma . Düşürücü çubuk henüz inmiş değil,yani presin yukarı stroku tamamlanmamıştır.
41
PARÇA NO
PARÇANIN
AOI
MALZEME
AÇİKLAMA
1
Yay
2
Yay
3
Bağlama
sapı
Ç 1035
4
Duyurucu
çubuk
Ç 1060
5
Ust tabla
a 1020
6
Burf
G. Sn. B*. Î4
7
Fuhf«ung
Ç 3115
Scmcntc cd ıhı:
Zımba . "
% 5İSO
RC 60 i- 2
Bukmc
Ç 5190^
RC 60 ^ 2
• İ %
10
_ .<
"
11
u
.*
dayanma
St 37
rond«lası
Yay
çtncsı
«ciıgi
Sıkma ( k a r s ı baskı ) parçası
Ç 1060
Oift
Ç1020
k a l ı p gövdesi
Çıkarıcı Alt
14
Çıkarma vidası
RC 50 4-2 £rc$lî
3020
Er
Yay ç*ı\q\
yay
13
42
Ç 1020
tabla
Erc|l!
Ç 1020
<
Şekil 16
5-Matris gövdesi (Ç 1020) 6-Matris 7-Karşı baskı 8-Çıkarıcı yayı 9~Çıkarıcı vidası (Ç 1020) 10-Alt tabla
-42-
3020
Yaylı pimler bükme kollarına yakın yapılmalı,yalnız bükme radyüslerinin dışında olmasına dikkat edilmelidir. Büyük üretim kapasitelerinde pimler sertleştirmemek daha ekonomik olur. - Düşürücü çubukla ayırma Bu yöntem,basitliği nedeniyle,uygun olan yerlerde tercih edilmelidir. Şekil 16 da düşürücü çubukla ayırma uygulanabilir bir U bükme kalıbı örneği verilmiştir. Düşürücü çubuk genel yapı çeliğinden yapılır ve Rc 45...50 sertliğe kadar sertleştirilmesi tavsiye edilir. Düşmenin gerçekleşmesi için düşürücü çubuğun ve dolayısıyla düşürücü yayının gerektiği kadar hareket etmeleri gerekir.Bunun için düşürücü çubuğun hareket mesafesi L parça yüksekliğine eşit olmalıdır.
Tek taraflı U bükme L bükme olarak da adlandırılan tek taraflı U bükme işlemleri V bükme kalıplarında da yapılabilir.Ancak karşı baskılı bir L bükme için normal olarak U bükme tipi kalıplardan faydalanılır. Şekil 18 de bir 1 bükme işlemi verilmiştir.
-43-
-Bu konstrüksiyonda düşürücü çubuğun sertleştirilmesine gerek yoktur.İtici pimler veya yalnız uçları sertleştirilebilir.Düşürücü plaka da Rc 40...50 sertliğe kadar setleşt irilebilir. Kalıp kasmış durumda iken itici pimlerin ıstampa alın yüzeyinden j=0,3...İmm geride olması gerekir. U bükmede geri yaylanma U bükmede geri yaylanma açısı aşağıdaki ifadeden hesaplanabilir: t
x=0,75^i me
E
Bu denklemde x =Bir taraf için geri yaylanma açısı 1=r
m+r i +l,25 e (mm)
rm=Matris radyüsü (mm) ri=Bükme yarıçapı (mm) e=Saç kalınlığı (mm) m=l-k k=_(£-L- oranına bağlı bir katsayı.Tablo 5) Saçın çekme dayanımı (kg/mm 2 ) E=Saçm elastiklik modülü (kg/mm 2 )
Şekilden de görülebileceği gibi kayıt yüksekliği matris yüksekliğinden en az (e+5) mm fazla alınmalıdır (e=saç kalınlığı). L şekli kısa kenarının tamamen matris içine girmesine de gerek yoktur. Şekil 19 da başka bir L bükme kalıbı verilmiştir.
1= Üst tabla
7- Bükme zımbası
2- Burç
8- Bükme çenesi
3- Fuhrung
9- Merkezleme pimi 1
4- Karşı deste -:
10- Sıkma parçası (Çıkarıcı)
5- Alt gövde
11- Tij
6-Alt tabla Şekil 19
46
U bükmede geri yaylanmanın giderilmesi için çeşitli yöntemler uygulanabilir. Bunlardan biri ıstampayı Dx açısı kadar konik işlemektir (Şekil 20 ).Saç,kendi ataletiyle
x kadar fazla bükülüp konik ıstampayı sarabil ir;bükme kuvveti kal-
dırıldığında da
x kadar esneyen saç bükme açısının istenen değeri almasını
sağlar.Saç kendiliğinden
x kadar fazla bükülmedi^! takdirde bunun herhangi bir
şekilde sağlanması gerekir.
-büküldükten sonra kam vasitasıyla
x kadar (örnekte 2°) fazla bükülür.
Geri yaylanma saçta bükülen bölgede elastik gerilmelerin kalması nedeniyle oluşmaktadır.Dolayısıyla bu elastik gerilmelerin giderilmesi geri yaylanmayı da ortadan kaldıracaktır.Bu düşünceden hareketle,Şekil 22 de görüldüğü gibi , ıstampaya verilmiş küçük bir çıkıntı vasıtasıyla bükme köşelerine basılarak buralardaki esneklik yokedilir.
-47-
Bu yöntem özellikle sert saçlarda köşelerin çatlamasına neden olabilir.Bu gibi durumlarda ıstampa dibine ve karşı baskı yüzeyine radyüs vermek uygun olur" (Şekil 23)
Karşı baskının R2 radyüsü deneme ile bulunur, Istampa dip radyüsü Rx ise şöyle alınır: e
1,5 mm
için R^ = R2
e= 1,5...3 mm için R± = R2+0,5 e e
3mra
için
R1 = R2+0,75 e
Kalıp örnekleri
D Şekil 24 de basit bir tek kademeli U bükme kalıbı verilmiştir.
Şekil 24
48
PARÇA NO
PAR (JA
ADI
MALZEHE
1
Uli
2
I imha
3
Führung
4
Dayama
S
All
kalıp
Ç.5*90
6
All
labla
C -1020
7
Sıkma
8
Yay
9
Çıkarma
(abla
pı'mı1
parçası
C - «020 C 5190
RC 60 • *
Ç «OSO
- RC 50 •*
Ç- 1060 RC60
*2
Ç 1060 *a*
vidàSr"
AÇIKLAMA
Sctlfi
SI 4 2 - 2
2) Şekil 25 de görülen parça imal edilecektir.Bunun için çevre kesildikten sonra bükme iki kademede yapılır.Birinci kademede parça U şeklinde bükülür,ikinci kademede ise son şekil
( flanşlı U bükme) verilir.Parçanın l.ci ve 2.ci kademe sonundaki durumu Şekil 26 da verilmiştir.
_
Birinci kademe sonundaki 69 mm lik boyut,son şekil göz önüne alınarak ve nötr lifin bükülen iç yüzeyden e/3 kadar içerde olduğu kabul edilerek aşağıdaki şekilde bulunmuştur:
49
/
39+2.12,3+2._( 1 . 5 + 1 ^
}
69 mm
Saç daha önce incelenmiş olan Şekil 14 deki kalıpta U bükülerek l.ci kademe tamamlanır.2.ci kademe Şekil 27 de verilmiştir.
Bu kalıpta 1- Matris (2 parçalı) 2- Istampa 3- Alt tabla 4- Destek (2 adet) 5-Karşı baskı 6-Raptiye 7-Yaylı itici (2 adet) 8-Tij (4 adet) 9-Bağlama sapı
50
Şekil 30
Daha sonra ikinci kademede parçaya son şekli verilir.Alt kalıp (matris) her iki kademede de kullanılmaktadır. Parça listesi aşağıdadır.
52
6) Şekil 32 de hem bükülen hem dip kısmına dairesel iki kabarcık yapılan bit parçanın kalıbı verilmiştir.
Şekil 32
54
Bu kalıbın parça listesi aşağıdadır.
PARÇA NO
PARÇANIN
ADI
MALZEME
AÇIKLAMA
1
Baklama sapı
Ç 103S
2
Uit tabla
Ç 1070
3
utt
Yay
U
2»mba lafıydı gôvHf*'
q 1040
5
Zımba vf dufufücu
Ç $190
6
Dayama
Ç 1040
7
Çıkarıcı yayı
Yay
8
Dİfl kalıp
Ç S190
RC 60 * 2
9
B u k u m çakıst
$ Sİ90
RC 60 ^ 2
gurup yay«
y<
fikarrcı
$ti!g!
Alt
11
Sıkma
17
Orta torm
13
Ç'kancı-
vidası
Ç1020
14
Ç»kar»ct
vidası
Ç10 20
Ç 1020
parlas* faktsı
Ereği! 5 0 4 0
RC 60 f ?
çclîğ!
10
givdc
£rtq\\ 3 0 7 0
Ertgil 3020
Ç 1060
RC 50 17
Ç 5190
RC 60 * ?
»
5
8) Şekil 34 te bir yağ karterinin etek bükme kalıbı verilmiştir,
KAYNAKLAR 1- Ataşimşek, S. Saç Kalıpları Bursa,1977. 2- Eary,D.F.-Reed,E.A. Techniques of Pressworking Sheet Metal Prentice Hall,Englewood Cliffs,New Jersey,1974. 3-Advanced Diemaking Ostergaard, E. Me Graw Hill,New York,1967. 4- Çapan,L Kalıpçılık Tekniği Eğitim Yayınlar,İstanbul,1979.
57
